9月1日,中國農業科學院深圳農業基因組研究所聯合國内外8家科研院所首次繪制了染色體級别的鐵線蕨基因組,揭示了蕨類植物孢子發育、真葉植物起源和種子演化、茉莉素信号通路進化等分子機制。相關研究成果發表在《自然—植物(Nature Plants)》。
真蕨植物以孢子體和配子體均具有光合自養能力為主要特征,其中99%的真蕨植物為同型孢子真蕨。其中鐵線蕨(Adiantum capillus-veneris L.)是其中具有代表性的同型孢子真蕨之一,常被當作模式生物進行研究。科研人員組裝了鐵線蕨基因組,獲得首個鐵線蕨高質量染色體級别參考基因組,拼接基因組達到4.83 Gb,覆蓋了97.58%的基因組,染色體數目為30。研究人員通過代謝組學和轉錄組學數據分析發現,真葉植物BRI1-BRL基因家族在維管束分布豐富的葉柄和葉片中表達顯著,該基因亞家族的擴張很可能與真葉維管系統的起源有關,是推動真葉植物維管系統複雜化、進而産生真葉的分子動力。此外,研究人員還在鐵線蕨中發現了兩類茉莉素活性分子OPDA和JA-Ile,并闡明了這兩類活性分子及次生代謝物在體内的變化規律,解釋了蕨類植物高抗蟲性的原因。
鐵線蕨的生命周期
該研究得到國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程等項目的資助。(馬昕怡)
科普中國智惠農民
學術支持
中國農業科學院深圳農業基因組研究所
制作
光明網科普事業部
記者
宋雅娟 謝芸
來源: 光明網-科普中國
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